[发明专利]一种具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可生物降解性复合材料，具体涉及一种具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料及其制备方法。

背景技术

随着科学研究的深入开展及人们生活水平的不断提高，复合材料已日益受到人们的重视。其中，功能性复合材料因其能够满足人们对材料的基本要求的基础上，兼具各种特殊功能而具有良好的应用前景。同时全球经济的发展所引起的资源枯竭及生态环境问题已日益受到人们的重视，发展可再生资源，减轻生态环境污染是目前科学研究及实践应用的重要方向。功能性可降解材料的研制及使用是发展这一方向的重要途径。目前，日本和欧美等国家投入了大量的人力和物力开展功能性可降解材料的研究，并且已经形成了比较成熟的技术和产品。我国对于该类产品的研究尚处于试验和探索阶段，研制低成本的功能性可降解材料是我国目前复合材料发展的重点方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料及其制备方法，该复合材料无毒无害，废弃后易于降解，可再生利用，绿色环保；该方法周期短、成本低、工艺简单、稳定性及重现性都较好，便于工业化生。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料的制备方法，将可生物降解基质加热至完全熔融，然后掺入抗菌性生物活性物质、分散剂和偶联剂，在60～180℃下混炼5～20min，自然冷却，制得具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料；其中，加入的抗菌性生物活性物质、分散剂和偶联剂的质量分别为可生物降解基质质量1～10%、0.01～10%和0.01～10%。

所述可生物降解基质为PBS基共聚物、PLA基共聚物或PCL基共聚物。

所述抗菌性生物活性物质由泾阳链霉菌发酵制得，具体制备包括以下步骤：

1）将泾阳链霉菌活化，得到活化的泾阳链霉菌，将活化的泾阳链霉菌扩大培养，得到泾阳链霉菌种子液，将泾阳链霉菌种子液发酵培养，得到泾阳链霉菌发酵液；

2）取泾阳链霉菌发酵液，离心，得到发酵清液和沉淀菌丝；将发酵清液冷冻干燥，得到一级抗菌性生物活性物质；将沉淀菌丝用80～100%乙醇浸提20～24h，离心，上清液即为菌丝浸提液，将菌丝浸提液冷冻干燥，得到二级抗菌性生物活性物质，将一级抗菌性生物活性物质与二级抗菌性生物活性物质混合，得到抗菌性生物活性物质。

步骤1）所述的活化是将泾阳链霉菌接种于活化培养基中，在28～32℃下，一次培养40～50h，得到泾阳链霉菌一次培养菌种，将该泾阳链霉菌一次培养菌种再次接种于活化培养基中，在28～32℃下，二次培养40～50h，得到活化的泾阳链霉菌；

其中，所述的活化培养基中包括可溶性淀粉15～20g/L，硝酸钾0.5～1.0g/L，磷酸二氢钾0.2～0.6g/L，氯化钠0.2～0.6g/L，硫酸亚铁0.005～0.015g/L，硫酸镁0.2～0.6g/L，琼脂15～20g/L，pH值为6.5～7.5。

步骤1）所述的扩大培养是将活化的泾阳链霉菌接种于扩培培养基中，在温度为28～32℃，转速为150～250r/min的条件下，振荡培养30～40h，得到泾阳链霉菌种子液；

其中，所述的扩培培养基中包括可溶性淀粉15～20g/L，硝酸钾0.5～1.0g/L，磷酸二氢钾0.2～0.6g/L，氯化钠0.2～0.6g/L，硫酸亚铁0.005～0.015g/L，硫酸镁0.2～0.6g/L，pH值为6.5～7.5。

步骤1）所述的发酵培养，是按照100mL培养基接种3～6mL种子液的接种量将泾阳链霉菌种子液接种于发酵培养基中，在100～150r/min，25～30℃下，发酵4～7d，得到泾阳链霉菌发酵液；

其中，所述发酵培养基中包括豆饼粉15～20g/L，葡萄糖15～20g/L，氯化钠2.5～3.5g/L，碳酸钙0.5～1.5g/L，pH值为6.5～7.5。

步骤2）所述的离心是在转速为3000～4000r/min的条件下，离心15～25min。

所述分散剂为低分子蜡、离子聚合物、硬脂酸盐类或高分子超分散剂。

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或铝锆酸酯偶联剂。

一种具有抗菌性及生物活性的可生物降解性复合材料，该复合材料的抗细菌率达到91%以上、抗霉菌能力达到1级以上，降解率达到90%以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：